EP4012178B1

EP4012178B1 - Dickstofffördervorrichtung und verfahren zum betrieb der rührvorrichtungen einer solchen

Info

Publication number: EP4012178B1
Application number: EP21202416.0A
Authority: EP
Inventors: Johannes Fetzer; Dominik Bader; Tommy Stoffel
Original assignee: Liebherr Mischtecknik GmbH
Current assignee: Liebherr Mischtecknik GmbH
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2021-10-13
Publication date: 2023-08-16
Anticipated expiration: 2041-10-13
Also published as: ES2964688T3; DE102020133022A1; EP4012178A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dickstofffördervorrichtung, insbesondere Betonpumpe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb der Rührvorrichtungen einer solchen Dickstofffördervorrichtung.
Zur Förderung von Dickstoffen wie Beton werden üblicherweise spezielle Dickstoffpumpen eingesetzt, die mittels hydraulisch angetriebener Förderzylinder den Dickstoff von einem in der Regel trichterförmigen Sammelbehälter in eine Förderleitung pumpen. Bei derartigen Pumpen weisen die Förderzylinder hierzu jeweils an einem Ende eine Öffnung auf, die mit einer entsprechenden Ansaugöffnung im Gehäuse des Aufgabetrichters verbunden ist, um den Dickstoff daraus ansaugen und anschließend in die Förderleitung pumpen zu können.
Häufig werden derartige Dickstofffördervorrichtungen als Zweizylinderpumpen mit zwei im Gegentakt arbeitenden Förderzylindern betrieben. Hierbei ist innerhalb des Dickstoffsammelbehälters üblicherweise eine Rohrweiche schwenkbar gelagert, welche an einem Ende permanent mit der Förderleitung verbunden ist und durch einen typischerweise hydraulischen Antrieb derart hin und herverschwenkt wird, dass die andere Öffnung der Rohrweiche abwechselnd die beiden Ansaugöffnungen überdeckt. Dabei sind die Antriebe der Förderzylinder und der Rohrweiche so aufeinander abgestimmt, dass die Rohrweiche immer mit dem gerade einen Pumphub ausführenden Förderzylinder verbunden ist, sodass dieser Dickstoff in die Förderleitung pumpt, während der andere, einen Saughub ausführende Förderzylinder Dickstoff aus dem Innenraum des Dickstoffsammelbehälters ansaugt.
Um den Dickstoff im Dickstoffsammelbehälter in Bewegung zu halten und den Ansaugöffnungen bzw. Förderzylindern kontinuierlich zuzuführen, werden typischerweise Rührwerke mit rotierenden Rührelementen bzw. Rührpaddeln eingesetzt, die innerhalb des Dickstoffsammelbehälters angeordnet sind. Hierdurch wird sichergestellt, dass an den Ansaugöffnungen stets ein Dickstoffüberschuss vorhanden ist und ein Festsetzen / Abbinden von Dickstoff im Sammelbehälter verhindert wird. Bei bekannten Rührwerkslösungen sind die Rotationsachsen der Rührwerke kollinear zueinander und quer zur Längsrichtung der Förderzylinder ausgerichtet. Die Rührwerksmotoren stehen dabei seitlich am Sammelbehältergehäuse ab, blockieren an dieser Stelle Bauraum für die Förderleitung und erschweren die Zugänglichkeit zur Sammelbehälteröffnung. Die Rührwerke können in dieser Position den Dickstoff zudem weder optimal aus toten Zonen abtransportieren noch diesen effektiv zu den Förderzylindern führen. Ferner müssen bei bekannten Vorrichtungen die Rührwerke aufgrund der suboptimalen Dickstoffzuführung permanent in Betrieb sein, was zu einem erhöhten Verschleiß und Energieverbrauch führt.
Das Dokument US 5 190 449 offenbart ein Rührwerk für eine Dickstoffpumpe mit zwei Rotoren, welche auf je einer Seite des Behälters angebracht sind und koaxial zueinander angeordnet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dickstofffördervorrichtung mit verbessertem Rührwerk bereitzustellen, welche die vorgenannten Probleme überwindet. Zudem soll ein energieeffizienterer und verschleißärmerer Betrieb des Rührwerks ermöglicht werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Dickstofffördervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach wird eine Dickstofffördervorrichtung vorgeschlagen, insbesondere zur Förderung von Beton, die zwei Förderzylinder, mittels welchen Dickstoff von einem Dickstoffsammelbehälter in eine Förderleitung förderbar ist, und zwei innerhalb des Dickstoffsammelbehälters angeordnete drehbare Rührvorrichtungen zum Umrühren bzw. Durchmischen des Dickstoffs umfasst. Die Förderzylinder sind über zwei Ansaugöffnungen mit dem Innenraum des Dickstoffsammelbehälters verbunden und derart im Gegentakt antreibbar, dass einer der Förderzylinder einen Pumphub zum Pumpen von Dickstoff in die Förderleitung ausführt, während gleichzeitig der andere Förderzylinder einen Saughub zum Ansaugen von Dickstoff aus dem Dickstoffsammelbehälter ausführt. Erfindungsgemäß sind die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen nicht kollinear zueinander orientiert.
Die nicht kollineare Anordnung der Rührvorrichtungen verbessert den Dickstofffluss innerhalb des Dickstoffsammelbehälters. Der Dickstoff kann so effektiver zu den Ansaugöffnungen bzw. Förderzylindern geführt werden. Zudem gibt es bei geschickter Gestaltung des Dickstoffsammelbehälters weniger oder gar keine toten Zonen, die die Rührvorrichtungen nicht erreichen bzw. in denen sich Dickstoff ablagern kann. Beides erhöht insgesamt die Effektivität der Dickstofffördervorrichtung. Zudem ergibt sich durch die erfindungsgemäß nicht kollineare Ausrichtung der Rührvorrichtungen die Möglichkeit, die Antriebe bzw. Motoren der Rührvorrichtungen platzsparender und geschützter am Dickstoffsammelbehälter anzubringen, als dies bei den kollinearen Lösungen mit seitlich angebrachten Antrieben der Fall ist.
Die Antriebe können am Dickstoffsammelbehälter so angebracht werden, dass der geforderte Bauraum nicht zu Lasten anderer Funktionen aufgebraucht wird. Zudem können die Antriebe so angeordnet werden, dass diese nicht im Schmutzbereich bzw. in einem Bereich, in dem während des Betriebs die Gefahr einer Verunreinigung und/oder Beschädigung besteht, liegen und so besser geschützt sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen nicht parallel zueinander orientiert sind, wobei sich vorzugsweise die Verlängerungen der Rotationsachsen in einem gemeinsamen Punkt schneiden. Die Rotationsachsen nehmen also einen spitzen Winkel (zwischen 0° und 90°) zueinander ein und sind innerhalb des Dickstoffsammelbehälters insbesondere achsensymmetrisch angeordnet. Durch die schräge Anordnung der Rotationsachsen lässt sich der Dickstoff besser in Richtung der Förderzylinder fördern und eine platzsparende Anordnung der Rührvorrichtungen bzw. ihrer Antriebe erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass jede Rührvorrichtung einer der Ansaugöffnungen zugeordnet ist, wobei die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen im Wesentlichen in Richtung der jeweils zugeordneten Ansaugöffnung weisen. Das letztgenannte Merkmal ist dabei so zu verstehen, dass die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen entweder direkt auf die Ansaugöffnungen oder auf eine Stelle seitlich davon im Bereich der Ansaugöffnungen zeigen. Je nach Anordnung der Rührvorrichtungen bzw. ihrer Antriebe und je nachdem, ob sie saugend oder drückend in Bezug auf die Ansaugöffnungen bzw. Förderzylinder eingesetzt werden, weisen die Rotationsachsen direkt auf die Ansaugöffnungen (insbesondere in einem drückenden Betrieb) oder etwas seitlich versetzt (insbesondere in einem saugenden Betrieb, in dem die Antriebe im Bereich bzw. auf der Seite der Ansaugöffnungen angeordnet sind). In jedem Fall weisen die Rotationsachsen aber mehr oder weniger in den Bereich der Ansaugöffnungen, wo der Dickstoffüberschuss benötigt wird, sodass eine effektive Förderung des Dickstoffs zu den Förderzylindern gegeben ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen weder in einer horizontalen noch in einer vertikalen Ebene verlaufen. Vielmehr verlaufen die Rotationsachsen schräg im Raum innerhalb des Dickstoffzylinders. Dadurch wird eine platzsparende und schonende Anordnung der Antriebe der Rührvorrichtungen und eine effektive Dickstoffförderung erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen in Draufsicht einen Winkel von weniger als 45° zu den Längsachsen der Förderzylinder einnehmen. Mit anderen Worten sind die Rotationsachsen annähernd entlang der Längsachsen der Förderzylinder angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rührvorrichtungen jeweils einen außerhalb des Dickstoffsammelbehälters angeordneten Antrieb sowie ein innerhalb des Dickstoffsammelbehälters angeordnetes und vom Antrieb rotatorisch antreibbares Rührelement umfassen. Bei dem Antrieb handelt es sich insbesondere um einen Motor, der das Rührelement, beispielsweise eine Schnecke, Schraube, Spirale oder ein Paddel, rotatorisch antreibt. Die Antriebe sind dabei vorzugsweise außen am Dickstoffsammelbehälter angebracht.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rührelemente im Wesentlichen die Form einer Helix, insbesondere Doppelhelix, oder einer Schraube bzw. Schnecke aufweisen. Im Gegensatz zu bisher bekannten Rührelementen, die typischerweise als Paddel ausgebildet sind, sind die dickstoffführenden Elemente bzw. Flächen der erfindungsgemäßen Rührelemente selbst schrauben- oder helixförmig und kommen vorzugsweise ohne tragende Elemente wie Wellen oder Spiralen aus.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ansaugöffnungen in einer Vorderwand des Dickstoffsammelbehälters ausgebildet sind, wobei die Antriebe insbesondere im Bereich der Vorderwand angeordnet und ausgelegt sind, die Rührelemente in einem Saugbetrieb bzw. Saugmodus zu betreiben, in welchem Dickstoff in Richtung der Ansaugöffnungen gesaugt wird. Vorzugsweise mündet die Förderleitung in eine der Vorderwand gegenüberliegende Rückwand des Dickstoffsammelbehälters. Das Merkmal, dass die Antriebe im Bereich der Vorderwand angeordnet sind, schließt dabei auch eine Anordnung mit ein, bei der die Antriebe an den angrenzenden Seitenwänden im Bereich der Vorderwand oder im Bereich der Grundplatte angeordnet sind. Im Saugbetrieb werden die Rührelemente derart angetrieben, dass der Dickstoff in Richtung Ansaugöffnung gesaugt wird (wobei genau genommen auch beim hier so bezeichneten "Saugen" ein Drücken bzw. Fördern von Dickstoff in Richtung der Ansaugöffnungen erfolgt, allerdings - im Vergleich zu einem Drückbetrieb, bei dem der Dickstoff von den Antrieben weggedrückt wird - in Richtung der Antriebe der Rührvorrichtungen).
Die Vorderwand definiert vorliegend also eine Ansaugseite, auf der sich die Förderzylinder befinden, während die Rückwand eine Ausgangsseite definiert, an welcher sich die Förderleitung befindet.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Förderleitung in eine Rückwand des Dickstoffsammelbehälters mündet, wobei die Antriebe insbesondere im Bereich der Rückwand angeordnet und ausgelegt sind, die Rührelemente in einem Drückbetrieb bzw. Drückmodus zu betreiben, in welchem Dickstoff in die Richtung der Ansaugöffnungen gedrückt wird. Vorzugsweise sind die Ansaugöffnungen in einer der Rückwand gegenüberliegenden Vorderwand des Dickstoffsammelbehälters ausgebildet. Das Merkmal, dass die Antriebe im Bereich der Rückwand 16 angeordnet sind, schließt dabei auch eine Anordnung mit ein, bei der die Antriebe an den angrenzenden Seitenwänden im Bereich der Rückwand oder im Bereich der Grundplatte angeordnet sind. Im Drückbetrieb werden die Rührelemente derart angetrieben, dass der Dickstoff in Richtung Ansaugöffnung gedrückt wird.
Je nach Konfiguration und Geometrie der Dickstofffördervorrichtung und insbesondere des Dickstoffsammelbehälters kann eine Anordnung der Rührvorrichtung im Saugbetrieb oder eine Anordnung im Drückbetrieb sinnvoller sein.
Die Flexibilität der Anordnung der Antriebe aufgrund der erfindungsgemäßen nichtkollinearen Ausrichtung der Rotationsachsen der Rührvorrichtungen bzw. Rührelemente ermöglicht es, je nach Anforderung einen Saug- oder Drückbetrieb vorzusehen und dabei die Antriebe derart außen am Dickstoffsammelbehälter zu platzieren, dass der beanspruchte Bauraum nicht zulasten anderer Funktionen aufgebraucht wird. Zudem können die Antriebe so angeordnet werden, dass sie nicht im Schmutzbereich liegen und dadurch besser vor Verunreinigungen und/oder Beschädigungen geschützt sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass jede Rührvorrichtung einem der Förderzylinder (bzw. einer der Ansaugöffnungen) zugeordnet ist, wobei die Rührvorrichtungen derart sequentiell betreibbar sind, dass jede Rührvorrichtung nur während eines Saughubes des zugeordneten Förderzylinders in Betrieb ist. Während eines Pumphubs, wenn also kein Dickstoff an die Ansaugöffnung gefördert werden muss, ist die zugeordnete Rührvorrichtung dagegen inaktiv, sodass die Rührvorrichtungen immer abwechselnd und mit den Förderzylindern synchronisiert betrieben werden. Durch den sequentiellen Betrieb der Rührvorrichtungen verringert sich Leistungsaufnahme und der Verschleiß der Dickstofffördervorrichtung, während gleichzeitig ein Festsetzen / Abbinden von Dickstoff im Dickstoffsammelbehälter verhindert wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass am Dickstoffsammelbehälter eine mit der Förderleitung verbundene und vorzugsweise als S-Rohr ausgebildete Rohrweiche schwenkbar gelagert ist, welche derart antreibbar ist, dass sie die Förderleitung abwechselnd mit dem jeweils einen Pumphub ausführenden Förderzylinder verbindet.
Vorzugsweise ist der Dickstoffsammelbehälter aus Aufgabetrichter ausgestaltet. Die Förderzylinder sind insbesondere hydraulisch angetrieben. Die Förderleitung kann ein Klapprohr aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben der Rührvorrichtungen einer erfindungsgemäßen Dickstofffördervorrichtung. Dabei ist erfindungsgemäß jede Rührvorrichtung einem der Förderzylinder zugeordnet, wobei die Rührvorrichtungen abwechselnd betrieben werden, sodass jede Rührvorrichtung immer nur dann im Betrieb ist, wenn der zugeordnete Förderzylinder gerade einen Saughub ausführt. Während eines Pumphubs ist die zugeordnete Rührvorrichtung dagegen inaktiv. Durch den sequentiellen Betrieb der Rührvorrichtungen verringert sich Leistungsaufnahme und der Verschleiß der Dickstofffördervorrichtung stark. Dabei ist der Betrieb der Rührvorrichtungen zum Antrieb der Förderzylinder sowie einer vorzugsweise vorgesehenen Rohrweiche synchronisiert.
In Bezug auf die geometrische Anordnung der Rührvorrichtungen ergeben sich offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie für die erfindungsgemäße Dickstofffördervorrichtung, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Figur 1a:: eine seitliche Ansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Dickstofffördervorrichtung mit drückenden Rührvorrichtungen mit Blick auf die Rückwand;
Figur 1b:: eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Dickstofffördervorrichtung gemäß Figur 1a;
Figur 2a:: eine seitliche Ansicht eines Ausschnitts der erfindungsgemäßen Dickstofffördervorrichtung mit saugenden Rührvorrichtungen mit Blick auf die Rückwand;
Figur 2b:: eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Dickstofffördervorrichtung gemäß Figur 2a; und
Figur 3a-d:: mehrere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Rührelemente.

Die Figuren 1a und 1b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dickstofffördervorrichtung 10, wobei jeweils nur die (linke) Hälfte der Dickstofffördervorrichtung 10 gezeigt ist. Die Figur 1a zeigt dabei eine seitliche Ansicht mit Blick auf die Rückwand 16, während die Figur 1b eine Ansicht von oben zeigt.
Die Dickstofffördervorrichtung 10 umfasst einen als Aufgabetrichter bzw. Beschickungstrichter ausgebildeten Dickstoffsammelbehälter 12, welcher eine Vorderwand 14 mit zwei Ansaugöffnungen 18 aufweist, an welche zwei hydraulisch angetriebene Förderzylinder (nicht gezeigt) angebunden sind. An der der Vorderwand 14 gegenüberliegenden Rückwand 16 (welche in der Figur 1a von außen zu sehen ist) ist eine Öffnung 20 vorgesehen, über welche die Förderleitung (nicht gezeigt) an den Dickstoffsammelbehälter 12 angeschlossen ist. Der Dickstoffsammelbehälter 12 weist an der Unterseite eine Reinigungsöffnung 24 mit Reinigungsklappe auf, welche in den Figuren 1a-b zur Hälfte zu sehen ist. Die Position einer der Ansaugöffnungen 18 ist in der Figur 1b durch einen Pfeil dargestellt.
Bei der Dickstofffördervorrichtung 10 handelt es sich um eine als Zweikolbenpumpe ausgebildete Betonpumpe, wobei die zwei linearen Förderzylinder im Gegentakt abwechselnd Pump- und Saughübe ausführen und Beton vom Dickstoffsammelbehälter 12 in die Förderleitung pumpen. Eine hydraulisch angetriebene Rohrweiche (zur besseren Übersichtlichkeit hier nicht gezeigt) ist permanent mit der Förderleitung verbunden und wird derart zwischen den Ansaugöffnungen 18 hin- und herverschwenkt, dass immer der jeweils den Pumphub ausführende Förderzylinder über die Rohrweiche mit der Förderleitung verbunden ist, während der andere, gerade den Saughub ausführende Förderzylinder Beton aus dem Dickstoffsammelbehälter 12 ansaugt.
Die erfindungsgemäße Dickstofffördervorrichtung 10 umfasst zwei separat angetriebene Rührvorrichtungen (nicht gezeigt), welche jeweils einen außerhalb des Dickstoffsammelbehälters 12 angeordneten Antrieb, insbesondere Motor, und ein durch diesen rotatorisch antreibbares Rührelement 22 umfassen. Die Rührelemente 22 sind innerhalb des Dickstoffsammelbehälters 12 beabstandet voneinander sowie symmetrisch zueinander angeordnet und dienen dazu, den im Dickstoffsammelbehälter 12 befindlichen Beton umzurühren bzw. zu durchmischen, damit immer ausreichend Beton an den Ansaugöffnungen 18 für die Saughübe der Förderzylinder zur Verfügung steht und damit der Beton in Bewegung gehalten wird, um ein Festsetzen bzw. Abbinden des Betons zu verhindern.
Erfindungsgemäß sind die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen bzw. der Rührelemente 22 nicht kollinear, sondern schräg angeordnet (d.h. sie verlaufen weder in einer vertikalen Ebene parallel zu den Seitenwänden des Dickstoffsammelbehälters 12 noch in einer horizontalen Ebene, sondern frei im Raum). Um eine besonders effektive Förderung des Betons zu den Ansaugöffnungen 18 zu gewährleisten, sind die Rotationsachsen so ausgerichtet, dass sie im Wesentlichen in Richtung der Ansaugöffnungen 18 weisen. Sie verlaufen also eher in Längsrichtung als quer zu den Längsachsen der Förderzylinder.
Bei dem in den Figuren 1a-b gezeigten Ausführungsbeispiel operieren die Rührvorrichtungen im Drückbetrieb. Die Antriebe sind im Bereich der Rückwand 16 des Dickstoffsammelbehälters 12 angeordnet. Um den Beton in Richtung der gegenüberliegenden Ansaugöffnungen 18 zu fördern, werden die Rührelemente 22 derart angetrieben, dass sie den Beton weg von den Antrieben in Richtung der Ansaugöffnungen 18 drücken (Drückbetrieb bzw. Drückmodus).
Diese Anordnung ist auch im Hinblick darauf vorteilhaft, dass tote Zonen, die die Rührvorrichtungen nicht erreichen bzw. in denen kein oder nur geringer Betonumschlag stattfindet, vermieden werden. Dies ist aus den schraffierten Winkelbereichen 30 ersichtlich, die in den Figuren 1a-b eingezeichnet sind. Diese Bereiche 30 zeigen den Wirkungsbereich einer der Rührvorrichtungen (das andere Rührwerk befindet sich auf der anderen, in den Figuren ausgeblendeten Seite des Dickstoffsammelbehälters 12), wobei der Antrieb in einem mit dem Bezugszeichen 32 gekennzeichneten Bereich (im Bereich der rechtwinkligen Ecke) des Winkelbereichs 30 angeordnet ist. Die Förderrichtung des Dickstoffs ist durch gestrichelte Pfeile 40 angedeutet (im Drückbetrieb zeigt der Pfeil 40 von der Position 32 des Antriebs weg). Die hier nicht gezeigten Rührelemente 22 der Rührantriebe sind insbesondere entlang der durch die Pfeile 40 definierten Linien angeordnet, können aber auch einen anderen Winkel aufweisen.
Der Antrieb ist im oberen Eckbereich an der Rückwand 16des Dickstoffsammelbehälters 12 angeordnet, sodass die Rotationsachse der Rührvorrichtung schräg nach unten in Richtung Ansaugöffnung 18 zeigt. Dadurch werden alle Bereiche und Ecken des Innenraums des Dickstoffsammelbehälters 12 erfasst, was die Effektivität der Betonpumpe 10 steigert. Die Anordnung der Antriebe im Bereich der Rückwand 16 führt dazu, dass weniger kritischer Bauraum für andere Funktionen der Betonpumpe an den Seiten durch sie beansprucht wird. Zudem sind die Antriebe in diesem Bereich besser vor Verschmutzungen und Beschädigungen geschützt.
Die Figuren 2a-b zeigen analog zu den Ansichten der Figuren 1a-b die rechten Hälften eines zweiten Ausführungsbeispiels des Dickstoffsammelbehälters 12 mit Blick auf die Rückwand 16 (Figur 2a) und in Draufsicht (Figur 2b). Im Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel, sind die Antriebe der Rührvorrichtungen nun im Bereich der Vorderwand 14 des Dickstoffsammelbehälters 12 angeordnet, also auf der Seite der Ansaugöffnungen 18. Daher müssen die Rührvorrichtungen im Saugbetrieb arbeiten, bei dem die Rührelemente 22 derart angetrieben werden, dass sie Beton in Richtung der Ansaugöffnungen 18 "zu sich herziehen" (Saugbetrieb bzw. Saugmodus). Wiederum sind die Antriebe im Bereich der Oberseite angeordnet, sodass die Rotationsachsen schräg im Raum verlaufen. Die Position einer der Ansaugöffnungen 18 ist in der Figur 2b durch einen Pfeil dargestellt.
Die Wirkungsbereiche der Rührvorrichtungen sind wieder als schraffierte Viertelkreissegmente bzw. Winkelbereiche 30 dargestellt, wobei der Bereich 32 (der Bereich der rechtwinkligen Ecke) jeweils die Position des Antriebs andeutet. Die Rotationsachsen sind ähnlich orientiert wie im Drückbetrieb, wobei aufgrund der Platzierung neben den Ansaugöffnungen 18 die Rotationsachsen seitlich neben den Ansaugöffnungen 18 verlaufen. Auch hier ist zu erkennen, dass keine toten Zonen bestehen, sodass der Beton effektiv zu den Ansaugöffnungen 18 befördert wird. Bezüglich der Vorteile der Anordnungen der Antriebe gilt das zum vorherigen Ausführungsbeispiel Gesagte. Die Förderrichtung des Dickstoffs ist wieder durch einen gestrichelten Pfeil 40 angedeutet (im Saugbetrieb zeigt der Pfeil 40 zur Position 32 des Antriebs).
Die erfindungsgemäße Dickstofffördervorrichtung 10 ermöglicht zudem einen sequentiellen Antrieb der Rührvorrichtungen, bei dem immer nur dasjenige Rührelement 22 angetrieben wird, das dem gerade einen Saughub ausführenden Förderzylinder zugeordnet ist. Somit werden die Rührvorrichtungen abwechselnd betrieben, synchron zu den Förderzylindern. Es wird nur diejenige Rührvorrichtung betrieben, die zur Unterstützung des Ansaugens benötigt wird. Im Schnitt stehen die Rührelemente ungefähr während der halben Betriebszeit der Betonpumpe 10 still. Dadurch kann der Verschleiß und der Energieverbrauch bzw. die Antriebsleistung reduziert werden, während weiterhin eine ausreichende Durchmischung des Betons erfolgt.
Die Figuren 3a-d zeigen vier Ausführungsbeispiele für Rührelemente 22, welche in der erfindungsgemäßen Dickstofffördervorrichtung 10 zum Einsatz kommen können. Die in den Figuren 3a-b gezeigten Rührelemente 22 haben die Form einer Doppelhelix, deren Enden miteinander verbunden sind und auf der Rotationsachse liegen. Die Figur 3a zeigt dabei eine Form mit einer Windung in Seitenansicht (oben) und Frontalansicht (unten) und die Figur 3b eine alternative Form mit zwei Windungen lediglich in einer Seitenansicht.
Die in den Figuren 3c-d gezeigten Rührelemente 22 haben dagegen die Form einer Schraube, wobei das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3c abgerundete bzw. geschwungene Kanten und das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3d eckige bzw. abgeknickte Kanten bzw. Flächen aufweist.
Charakteristisches Merkmal der hier gezeigten Rührelemente 22 ist die Helix- (bzw. Doppelhelix-) oder Schraubenform. Die hier gezeigten Formen stellen jedoch lediglich beispielhafte Formen für die erfindungsgemäßen Rührelemente 22 dar. Hier sind vielfältige Variationen möglich. Gemeinsam ist den Formen, dass sie ohne tragende Elemente wie Wellen auskommen können und ein effizientes Ansaugen oder Drücken von Dickstoff ermöglichen.
Im Unterschied zu bekannten Systemen kann bei der erfindungsgemäßen Dickstofffördervorrichtung 10 auf einen gemeinsamen Antrieb der Rührelemente 22 über eine zentrale Welle bzw. Zentralwelle verzichtet werden. Stattdessen sind die Rührelemente 22 insbesondere einzeln und unabhängig voneinander antreibbar. Dies steigert die Effektivität der Rühr- und Förderleistung. Ferner wird dadurch vermieden, dass Dickstoff an der Zentralwelle anhaftet.

Bezugszeichenliste:

10: Dickstofffördervorrichtung
12: Dickstoffsammelbehälter
14: Vorderwand
16: Rückwand
18: Ansaugöffnung
20: Anschluss der Förderleitung
22: Rührelement
24: Reinigungsöffnung
30: Winkelbereich
32: Position des Antriebs
40: Förderrichtung

Claims

Dickstofffördervorrichtung (10), insbesondere zur Förderung von Beton, umfassend zwei Förderzylinder, mittels welchen Dickstoff von einem Dickstoffsammelbehälter (12) in eine Förderleitung förderbar ist, und zwei innerhalb des Dickstoffsammelbehälters (10) angeordnete drehbare Rührvorrichtungen zum Umrühren des Dickstoffs, wobei die Förderzylinder über zwei Ansaugöffnungen (18) mit dem Innenraum des Dickstoffsammelbehälters (12) verbunden und derart antreibbar sind, dass einer der Förderzylinder einen Pumphub ausführt während gleichzeitig der andere Förderzylinder einen Saughub ausführt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen nicht kollinear zueinander orientiert sind.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen nicht parallel zueinander orientiert sind, wobei sich vorzugsweise die Verlängerungen der Rotationsachsen in einem gemeinsamen Punkt schneiden.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rührvorrichtung einer Ansaugöffnung (18) zugeordnet ist, wobei die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen im Wesentlichen in Richtung der zugeordneten Ansaugöffnung (18) weisen.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen weder in einer horizontalen noch in einer vertikalen Ebene verlaufen.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachsen der Rührvorrichtungen in Draufsicht einen Winkel von weniger als 45° zu den Längsachsen der Förderzylinder einnehmen.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührvorrichtungen jeweils einen außerhalb des Dickstoffsammelbehälters (12) angeordneten Antrieb sowie ein innerhalb des Dickstoffsammelbehälters (12) angeordnetes und vom Antrieb rotatorisch antreibbares Rührelement (22) umfassen.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (22) im Wesentlichen die Form einer Helix, insbesondere Doppelhelix, oder einer Schraube aufweisen und vorzugsweise kein tragendes Element umfassen.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnungen (18) in einer Vorderwand (14) des Dickstoffsammelbehälters (12) ausgebildet sind und vorzugsweise die Förderleitung in eine der Vorderwand (14) gegenüberliegende Rückwand (16) des Dickstoffsammelbehälters (12) mündet, wobei die Antriebe insbesondere im Bereich der Vorderwand (14) angeordnet und ausgelegt sind, die Rührelemente (22) in einem Saugbetrieb zu betreiben, in welchem Dickstoff in Richtung der Ansaugöffnungen (18) gesaugt wird.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung in eine Rückwand (16) des Dickstoffsammelbehälters (12) mündet und vorzugsweise die Ansaugöffnungen (18) in einer der Rückwand (16) gegenüberliegenden Vorderwand (14) des Dickstoffsammelbehälters (12) ausgebildet sind, wobei die Antriebe insbesondere im Bereich der Rückwand (16) angeordnet und ausgelegt sind, die Rührelemente (22) in einem Drückbetrieb zu betreiben, in welchem Dickstoff in Richtung der Ansaugöffnungen (18) gedrückt wird.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rührvorrichtung einem der Förderzylinder zugeordnet ist, wobei die Rührvorrichtungen derart sequentiell betreibbar sind, dass jede Rührvorrichtung nur während eines Saughubes des zugeordneten Förderzylinders in Betrieb ist.
Dickstofffördervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Dickstoffsammelbehälter (12) eine mit der Förderleitung verbundene und vorzugsweise als S-Rohr ausgebildete Rohrweiche schwenkbar gelagert ist, welche derart antreibbar ist, dass sie die Förderleitung abwechselnd mit dem jeweils einen Pumphub ausführenden Förderzylinder verbindet.
Verfahren zum Betreiben der Rührvorrichtungen einer Dickstofffördervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Rührvorrichtung einem der Förderzylinder zugeordnet ist und wobei die Rührvorrichtungen abwechselnd betrieben werden, sodass jede Rührvorrichtung nur dann im Betrieb ist, wenn der zugeordnete Förderzylinder einen Saughub ausführt.